ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ A' ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 1
Ι. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η Α τάξη του προτεινόμενου νέου τύπου Ενιαίου Λυκείου αποτελείται από μαθήματα κοινά για όλους τους μαθητές, ενώ των τάξεων Β και Γ αποτελείται από μαθήματα Κοινού Κορμού και από μαθήματα επιλογής. Με αυτόν τον τρόπο, η επιλογή των μαθημάτων ειδίκευσης μετατίθεται κατά ένα χρόνο, σε σύγκριση με το υφιστάμενο σχολείο ΛΕΜ. Έτσι, η Α τάξη αποτελεί τάξη ενημέρωσης, παρατήρησης, καθοδήγησης και προσανατολισμού. Οι μαθητές θα επιλέξουν τα μαθήματα της Β τάξης, αφού δεχθούν τη διδασκαλία των κοινών μαθημάτων της Α τάξης και σχηματίσουν έτσι πληρέστερη εικόνα για το κάθε μάθημα. Ένα από τα μαθήματα επιλογής στις Β και Γ τάξεις είναι η Τεχνολογία. Η εισαγωγή του μαθήματος αυτού δίνει τη δυνατότητα ουσιαστικής διεύρυνσης των επιλογών των μαθητών στις δύο τελευταίες τάξεις σε σύγκριση με τις περιορισμένες επιλογές στο ΛΕΜ. Το μάθημα στις δύο τελευταίες τάξεις δίνει στο μαθητή την ευκαιρία να ασχοληθεί σε μεγαλύτερο βάθος με τη μελέτη θεμάτων που αφορούν το τεχνολογικό περιβάλλον του σύγχρονου ανθρώπου. Η εισαγωγή της Τεχνολογίας ως μαθήματος επιλογής εκσυγχρονίζει το Κυπριακό Λύκειο και αποτελεί βήμα εναρμόνισής του με τα ευρωπαϊκά σχολεία. Η σε βάθος, τέλος, διδασκαλία του μαθήματος στις δύο τελευταίες τάξεις θα ικανοποιήσει τις φιλοδοξίες των μαθητών που έχουν τεχνολογικά ενδιαφέροντα και θέλουν να σπουδάσουν επιστήμες σχετικές με την Τεχνολογία σε Τεχνικά Πανεπιστήμια και άλλα Τεχνολογικά Ιδρύματα. Προκύπτει λοιπόν η ανάγκη εισαγωγής του μαθήματος της Τεχνολογίας στην Α τάξη, που θα εξυπηρετήσει την ενημέρωση των μαθητών για το μάθημα, την επαφή τους με τις διαδικασίες και μεθόδους της Τεχνολογίας και θα διαμορφώσουν ολοκληρωμένη εικόνα και άποψη για το μάθημα. Τότε, θα μπορέσουν να προβούν σε σωστή επιλογή του μαθήματος στις επόμενες τάξεις. Τα μαθήματα της Α τάξης, που ήδη καθορίστηκαν και είναι κοινά για όλους, θεωρούνται ότι αποτελούν τα βασικά μαθήματα γενικής παιδείας. Με την εισαγωγή της Τεχνολογίας στην Α τάξη εμπλουτίζεται και διευρύνεται ο κύκλος των μαθημάτων γενικής παιδείας. Τέλος, με την εισαγωγή της Τεχνολογίας στην Α τάξη για όλους, ικανοποιείται η βασική ανάγκη του σύγχρονου ανθρώπου για επικοινωνία και αλληλοεπίδρασή του με το πλούσιο τεχνολογικό περιβάλλον στο οποίο ζει. Η διδασκαλία του μαθήματος στην Α τάξη στα τρία υφιστάμενα Ενιαία Λύκεια έδειξε ότι το μάθημα «Τεχνολογία» θα πρέπει να είναι ένα αυτοτελές μάθημα με συνοχή στη δομή και παρουσίαση της ύλης. Το μάθημα θα πρέπει να διδάσκεται από έναν καθηγητή και όχι από πολλούς, όπου ο καθένας είναι ειδικός σε ένα συγκεκριμένο κλάδο. Τέλος, για τον καταρτισμό του αναλυτικού προγράμματος και της διδακτικής προσέγγισης, πρέπει να ληφθούν σοβαρά υπόψη οι γνώσεις, οι δεξιότητες και οι εμπειρίες των μαθητών στην τεχνολογία από τις γυμνασιακές τους σπουδές. ΙΙ. ΓΕΝΙΚΟΙ ΣΚΟΠΟΙ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Οι γενικοί σκοποί του μαθήματος είναι: 1. Η ανάπτυξη θετικών στάσεων και εκτιμήσεων για την τεχνολογία, την προσφορά της και τις επιπτώσεις της στην κοινωνία και στο φυσικό περιβάλλον. 2. Η απόκτηση τεχνολογικών γνώσεων και δεξιοτήτων. 2
3. Η καλλιέργεια και η ανάπτυξη τεχνολογικού αλφαβητισμού, έτσι ώστε ως αυριανοί πολίτες να κατανοούν το τεχνολογικό περιβάλλον, να επικοινωνούν μαζί του και να είναι σε θέση να παίρνουν αποφάσεις για θέματα τεχνολογίας. 4. Η καλλιέργεια δεξιοτήτων έρευνας, σχεδιασμού ή/και κατασκευής με την αξιοποίηση ποικιλίας διαδικασιών, εξοπλισμού και υλικών και που οδηγούν σε λύσεις συγκεκριμένων τεχνολογικών προβλημάτων. ΙΙΙ. ΑΝΑΛΥΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ Η Ειδική Επιτροπή έχει καταρτίσει αναλυτικό πρόγραμμα για τη διδασκαλία του μαθήματος στο οποίο περιλαμβάνονται: α. οι ενότητες και υποενότητες που αποτελούν το περιεχόμενο, β. οι ειδικοί στόχοι κάθε ενότητας, γ. παραδείγματα δραστηριοτήτων σε κάθε ενότητα, δ. ο αριθμός των διδακτικών περιόδων για την κάθε ενότητα, ε. τα διδακτικά βιβλία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Το μάθημα θα διδάσκεται δύο περιόδους την εβδομάδα. Για την κάλυψη της ύλης των ενοτήτων του αναλυτικού προγράμματος αφιερώνονται 60 περίοδοι, που κατανέμονται στις ενότητες ανάλογα με το περιεχόμενο και την έκτασή τους. Η διδακτική προσέγγιση πρέπει να εισάγει έναν ευρύ προβληματισμό και οι μαθητές να οδηγούνται στην αναζήτηση λύσεων. Κατά τη διδασκαλία των ενοτήτων, θα πρέπει να προσφέρεται έτοιμη γνώση στους μαθητές σε μικρό βαθμό και να επιδιώκεται κυρίως η αναζήτηση και η ανεύρεση των γνώσεων και των πληροφοριών από τους μαθητές. Ο κύριος χαρακτήρας προσέγγισης θα είναι ερευνητικός και πρακτικός. Οι διδάσκοντες θα οργανώνουν δραστηριότητες πρακτικής φύσης, κατά τις οποίες οι μαθητές θα χρησιμοποιούν εργαλεία, όργανα και μηχανήματα και ποικιλία υλικών. Στο τέλος κάθε ενότητας ή στο τέλος δύο συνεχόμενων ενοτήτων, οι μαθητές θα εμπλέκονται σε μικρής κλίμακας μελέτες/κατασκευές σχετικές με το περιεχόμενο των ενοτήτων. Επειδή οι μαθητές της Α Λυκείου έχουν παρακολουθήσει για τρία χρόνια το μάθημα Σχεδιασμός Τεχνολογία, είναι απαραίτητο, πριν από την έναρξη της διδασκαλίας κάθε ενότητας να αναζητούνται οι γνώσεις και οι δεξιότητες που κατέχουν από τις γυμνασιακές τους σπουδές. Ο καθορισμός του σημείου εκκίνησης της διδασκαλίας κάθε ενότητας είναι απαραίτητος, γιατί τότε γίνεται δυνατή η αξιοποίηση στο μέγιστο βαθμό των εμπειριών, γνώσεων και δεξιοτήτων που ήδη κατέχουν. Διευθετήσεις του προγράμματος. Το μάθημα θα διδάσκεται για δύο περιόδους την εβδομάδα. Κατά τη μια περίοδο, η διδασκαλία θα απευθύνεται σε ολόκληρο το τμήμα, ενώ, κατά την άλλη περίοδο, το τμήμα θα διαιρείται σε δύο ομάδες. Κάθε ομάδα θα εκτελεί, κυρίως κατά τη δεύτερη αυτήν περίοδο, πρακτική εργασία. Έτσι, το τμήμα θα διδάσκεται το μάθημα δύο περιόδους, ενώ ο διδάσκων καθηγητής θα απασχολείται στο τμήμα για τρεις περιόδους. Για να γίνει αυτό, πρέπει να συνδεθεί με άλλο μάθημα που συνήθως μοιράζεται σε δύο ομάδες, όπως η Πληροφορική, ή άλλο. Η υποεπιτροπή αναλυτικού προγράμματος προτείνει τα ακόλουθα δύο διδακτικά βιβλία: 3
α. Τεχνολογία Α Ενιαίου Λυκείου, ΟΕΔΒ β. Τεχνολογία Collins, ΥΑΠ, ΜΕ. Τα δύο αυτά βιβλία καλύπτουν το περιεχόμενο του μαθήματος σε σημαντικό βαθμό. Η ερευνητική και πρακτική προσέγγιση που θα ακολουθηθεί για τη διδασκαλία του μαθήματος επιβάλλει τη χρήση βιβλίων αναφοράς από τους μαθητές. Γι αυτό, επιβάλλεται η ύπαρξη βιβλιοθήκης εργαστηρίου. 4
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.0 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΑ 4 Περίοδοι Σελ.6 1.1 Εισαγωγή - σκοποί του μαθήματος. 1.2 Τομείς εξέλιξης της Τεχνολογίας: τεχνολογία στο σπίτι, μεταφορές, επικοινωνίες/ τηλεπικοινωνίες, ιατρική. 1.3 Διαχείριση της τεχνολογίας. 1. 4 Οι επιδράσεις της τεχνολογίας στην ανθρώπινη κοινωνία. 2.0 ΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ 6 Περίοδοι Σελ.8 2.1 Εισαγωγή, αναφορά στις μεθόδους σχεδίασης (με όργανα και με ελεύθερο χέρι). 2.2 Συστήματα προβολών σχεδίασης διαφορές μεταξύ τους και επιλογή προβολής για σχεδίαση. 2.3 Χρήση προγραμμάτων CAD και γραφικών (graphics). 3.0 ΕΡΕΥΝΑ, ΜΕΛΕΤΕΣ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΜΟΣ 11 Περίοδοι Σελ.10 3.1 Είδη έρευνας. Σκοποί και στόχοι μιας έρευνας. 3.2 Έρευνα σε θέματα τεχνολογίας. 3.3 Στάδια διαδικασίας εκπόνησης μιας έρευνας 3.4 Παρουσίαση έρευνας 4.0 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚA 21 Περίοδοι Σελ.15 4.1 Ηλεκτρονικά εξαρτήματα - αναφορά. 4.2 Στοιχεία μικροηλεκτρονικής ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC-μικροτσίπ). 4.3 Λογικά κυκλώματα και Πύλες AND, OR, NOT, NAND, NOR. 4.4 Ψηφιακή ηλεκτρονική - ολοκληρωμένα κυκλώματα TTL και CMOS. 4.5 Επίλυση απλών ψηφιακών προβλημάτων - κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. 5.0 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟI 18 Περίοδοι Σελ.20 5.1 Βασικά είδη κίνησης αναφορά. 5.2 Είδη μηχανισμών αναφορά. 5.3 Υπολογισμός δύναμης, ροπής δύναμης, ισορροπίας ροπών, μηχανικού πλεονεκτήματος, λόγου ταχυτήτων, απόδοσης, ταχύτητας περιστροφής, ροπής στρέψης. 5.4 Στοιχεία μηχανών μοχλοί, σύνδεσμοι, κεκλιμένο επίπεδο, τροχαλίες, οδοντοτροχοί, συμπλέκτες, φρένα, έκκεντρα, στρόφαλοι και ολισθητήρες. 5.5 Επίλυση προβλήματος με τη χρήση του συστήματος συναρμολόγησης μηχανισμών Fischertechnic 5
1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΚΟΙΝΩΝΙΑ Εισαγωγή - σκοποί του μαθήματος. Τομείς εξέλιξης της Τεχνολογίας: τεχνολογία στο σπίτι, μεταφορές, επικοινωνίες/ τηλεπικοινωνίες, ιατρική και εργασία. Διαχείριση της τεχνολογίας. Οι επιδράσεις της τεχνολογίας στην ανθρώπινη κοινωνία. Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να αναφέρουν και να σχολιάζουν τους γενικούς σκοπούς του μαθήματος εξηγούν τον όρο τεχνολογία αναφέρουν προβλήματα που λύθηκαν από την τεχνολογία καθώς και προβλήματα που δημιουργήθηκαν από αυτή εξετάζουν την κοινωνία ως το φορέα της τεχνολογικής συνέχειας και εξέλιξης αναφέρουν παραδείγματα οργάνωσης της κοινωνίας, ανάλογα με την τεχνολογική γνώση και πείρα κάνουν καταγραφή των τεχνολογικών συστημάτων που χρησιμοποιούνται στο σπίτι τους αναλύουν με λεπτομέρεια τεχνολογικά συστήματα που υπάρχουν και χρησιμοποιούνται στο σπίτι τους αναφέρουν και να εξηγούν πως η τεχνολογία άλλαξε τη ζωή των ανθρώπων στους διάφορους τόπους εργασίας αναφέρουν τους διάφορους σταθμούς εξέλιξης στις μεταφορές και να εξηγούν πώς έγινε κατορθωτή αυτή η εξέλιξη αναφέρουν και να σχολιάζουν τους Καθηγητής/τρια Παρουσίαση των θεμάτων: - Ο όρος τεχνολογία. - Γενικοί σκοποί του μαθήματος. - Προβλήματα που λύθηκαν ή που δημιουργήθηκαν από την τεχνολογία. Παρουσίαση των σημαντικών τομέων όπου χρησιμοποιείται η τεχνολογία μέσα στα πλαίσια της κοινωνικής και άλλης δραστηριότητας του ανθρώπου, καθώς και των θετικών επιδράσεων και των αρνητικών επιπτώσεων από τη χρήση της στο φυσικό και στο κοινωνικό περιβάλλον. Μαθητές/τριες Ομαδικές/ατομικές εργασίες με θέματα όπως τα ακόλουθα: Κατασκευή αφισών ή/και μικρών μελετών με εικόνες και επεξηγήσεις που να δείχνουν την εξέλιξη ενός προϊόντος ή μιας δραστηριότητας, σύμφωνα με την διαχρονική εξέλιξη και πληροφόρηση για την 4 6
διάφορους σταθμούς στην εξέλιξη των επικοινωνιών, όπως η τυπογραφία, η ενσύρματη και ασύρματη τηλεπικοινωνία, η χρήση δορυφόρων και οπτικών ινών, τα τρανζίστορ και τα ολοκληρωμένα κυκλώματα, το διαδίκτυο κτλ κάνουν κατάλογο με σύντομη περιγραφή του τρόπου χρήσης των τεχνολογικών μέσων που χρησιμοποιούνται στα διάφορα επαγγέλματα, π.χ. από τους γιατρούς για διάγνωση και θεραπεία παθήσεων αναφέρουν τις επιπτώσεις που έχει για την ανθρωπότητα η κακή διαχείριση της τεχνολογίας και να αναπτύσσουν σε συντομία τραγικά για την ανθρωπότητα γεγονότα που σχετίζονται με αυτή, όπως η ρίψη ατομικής βόμβας στην Ιαπωνία, η διαφυγή αερίων στην Μποπάλ στην Ινδία, το ατύχημα του Τσιέρνομπιλ κτλ αναφέρουν, να μελετούν και να σχολιάζουν τεχνολογικά προβλήματα που υπάρχουν στον τόπο μας και σχετίζονται με τη μόλυνση του εδάφους, του υπεδάφους, της ατμόσφαιρας της θάλασσας και των ποταμών. τεχνολογία, πχ. αυτοκίνητο, αεροπλάνο, άντληση νερού, κτλ. Καταγραφή και κριτική ανάλυση της χρήσης τεχνολογίας στο σπίτι, στην εργασία, στο σχολείο, στις μεταφορές, στις επικοινωνίες/τηλεπικοινωνίες κτλ. Έρευνα και μελέτη για τις θετικές επιδράσεις και αρνητικές επιπτώσεις από τη χρήση τεχνολογίας σε ένα συγκεκριμένο τομέα (βιομηχανία, γεωργία ), καθώς και τη μόλυνση του περιβάλλοντος, όπως του αέρα, του εδάφους, του υπεδάφους, των θαλασσών κτλ. Ερευνητικές δραστηριότητες σχετικά με την καταγραφή του βάρους των απορριμμάτων που παράγει μια οικογένεια σε μια βδομάδα, την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος, νερού, βενζίνης, χαρτιού, πλαστικών, αλουμινίου κτλ. Εισηγήσεις στρατηγικής για μείωση της κατανάλωσης. 7
2.0 2.1 2.2 2.3 ΓΡΑΦΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Εισαγωγή, αναφορά στις μεθόδους σχεδίασης (με όργανα και με ελεύθερο χέρι). Συστήματα προβολών σχεδίασης διαφορές μεταξύ τους και επιλογή προβολής για σχεδίαση. Χρήση προγραμμάτων CAD και γραφικών (graphics). Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να αναφέρουν τη σπουδαιότητα της γραφικής επικοινωνίας ως διεθνούς μέσου επικοινωνίας σε σχέση με τους άλλους τρόπους επικοινωνίας αναγνωρίζουν και να κατονομάζουν τα συστήματα προβολών (πλάγια, ισομετρική, ορθογραφική προβολή, προοπτικό σχέδιο με ένα σημείο φυγής) και να επιλέγουν την κατάλληλη προβολή για σχεδίαση κάποιου αντικειμένου σχεδιάζουν με ελεύθερο χέρι τα τρισδιάστατα σχέδια αντικειμένω/προϊόντων που υπάρχουν στο εργαστήριο και να τοποθετούν διαστάσεις και άλλες απαραίτητες πληροφορίες σύμφωνα με το ευρωπαϊκό σύστημα σχεδίασης σχεδιάζουν με όργανα σχεδίασης τα τρισδιάστατα σχέδια αντικειμένων/προϊόντων που υπάρχουν στο εργαστήριο, καθώς και τα ορθογραφικά (κατασκευαστικά) τους σχέδια και να τοποθετούν διαστάσεις και άλλες απαραίτητες πληροφορίες σύμφωνα με το ευρωπαϊκό σύστημα σχεδίασης Καθηγητής/τρια Παρουσιάζει σχέδια αντικειμένων και εξηγεί γιατί σχεδιάστηκαν με το συγκεκριμένο σύστημα προβολής. Παρουσιάζει αντικείμενα και προκαλεί τα παιδιά να αποφασίσουν με ποια προβολή πρέπει να σχεδιαστούν. Κάνει επίδειξη των διάφορων τεχνικών σχεδίασης με όργανα και με ελεύθερο χέρι. Παρουσιάζει πρόγραμμα CAD και γραφικών (graphics) σε ηλεκτρονικό υπολογιστή. Μαθητές/τριες Ασκούνται στην σχεδίαση διαφόρων αντικειμένων του εργαστηρίου ή προϊόντων/ συσκευών με όργανα σχεδίασης, με ελεύθερο χέρι και στον ηλεκτρονικό υπολογιστή σε πλάγια, ισομετρική και ορθογραφική προβολή, τοποθετώντας τις 6 8
Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να βασικές διαστάσεις σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα σχεδίασης. Χρησιμοποιούν το πρόγραμμα 2D Design τύπου CAD για την ετοιμασία των σχεδίων κάποιων αντικειμένων (ή προϊόντων) με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. 9
3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 ΕΡΕΥΝΑ, ΜΕΛΕΤΕΣ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΣΜΟΣ Είδη έρευνας. Σκοποί και στόχοι μιας έρευνας. Έρευνα σε θέματα τεχνολογίας. Στάδια διαδικασίας εκπόνησης μιας έρευνας Παρουσίαση έρευνας Σύντομη αναφορά στις διάφορες πηγές και μορφές ενέργειας. Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να εξηγούν τι είναι έρευνα και γιατί πραγματοποιείται αναφέρουν τα διάφορα είδη έρευνας εξετάζουν και να εφαρμόζουν την έρευνα και τον πειραματισμό ως μια διαδικασία επίλυσης τεχνολογικών και επιστημονικών προβλημάτων αναγνωρίζουν τη σημασία διεξαγωγής έρευνας αγοράς πριν αναπτυχθεί και παραχθεί ένα προϊόν για να διαπιστωθεί αν οι καταναλωτές το χρειάζονται ή αν το θέλουν κατονομάζουν και να επεξηγούν με συντομία τις μεταβλητές που επηρεάζουν τη συμπεριφορά των καταναλωτών (προϊόν, αγορά, προώθηση, τιμή) αναφέρουν και να αναλύουν τα στάδια μιας έρευνας δημοσκόπησης (περιγραφικής) επιλέγουν το καταλληλότερο είδος έρευνας που μπορεί να εφαρμοστεί σε μια συγκεκριμένη περίπτωση αναφέρουν τους σκοπούς και τους περιορισμούς πραγματοποίησης της έρευνας και να θέτουν στόχους που επιδιώκουν να ικανοποιήσουν με την επίλυση του προβλήματος που μελετούν Καθηγητής/τρια Παρουσιάζει το χώρο της παραγωγή ως τομέα έρευνας και επίλυσης προβλημάτων. Επεξηγεί την ανάγκη για έρευνα που σχετίζεται με θέματα τεχνολογίας και τη σπουδαιότητά της στην επίλυση τεχνολογικών προβλημάτων και παραγωγή προϊόντων. Παρουσιάζει δείγματα ερευνών, αναφέρει και επεξηγεί τα διάφορα είδη έρευνας και περιγράφει τη διαδικασία πραγματοποίησης μιας επιστημονικής έρευνας. Παρουσιάζει και επεξηγεί τους τρόπους επιλογής και ετοιμασίας της μεθοδολογίας στην έρευνα. Παρουσιάζει και επεξηγεί τους τρόπους ανάλυσης και παρουσίασης των αποτελεσμάτων (με πίνακες, ραβδόγραμμα κτλ ) και με τη χρήση του προγράμματος Microsoft Excel. Αναφέρει και αναλύει το στοιχείο της καινοτομίας και επεξηγεί τι 11 10
Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να συλλέγουν, να αξιολογούν και να καταγράφουν πληροφορίες από βιβλία και το διαδίκτυο που αφορούν προβλήματα έρευνας επιλέγουν τη κατάλληλη μεθοδολογία για την εκπόνηση μιας επιτυχημένης έρευνας καθορίζουν τον πληθυσμό - δείγμα μιας έρευνας ετοιμάζουν ερωτηματολόγια ή/και συνεντεύξεις έρευνας καθορίζουν τους τρόπους συλλογής των πληροφοριών αναφέρουν και να χρησιμοποιούν τους τρόπους παρουσίασης και ανάλυσης των αποτελεσμάτων μιας έρευνας χρησιμοποιούν το πρόγραμμα Microsoft Excel για τη γραφική παρουσίαση των αποτελεσμάτων στον Η.Υ. διατυπώνουν συμπεράσματα με σαφήνεια, απλότητα και ακρίβεια που προέκυψαν από απλά ερευνητικά προβλήματα και να κάνουν εισηγήσεις για βελτίωση της είναι και πώς κατοχυρώνονται τα πνευματικά δικαιώματα. Να γίνει αναφορά σε θέματα ενέργειας για να μπορούν οι μαθητές να αντλήσουν ιδέες για έρευνα σε σχέση με την ενέργεια. Σύντομη αναφορά στις διάφορες πηγές και μορφές ενέργειας. Παρουσίαση και ανάλυση ενός συγκεκριμένου συστήματος κατανάλωσης ενέργειας (π.χ. θέρμανση οικίας) και εισηγήσεις για εξοικονόμηση ενέργειας. Παρουσίαση και ανάλυση παραδείγματος για εξοικονόμησης θερμοκρασίας με θερμομονωτικό υλικό. Παρουσίαση και ανάλυση ψηφιακού δίσκου Ιδρύματος Λαμπράκη. Μαθητές / τριες Μελετούν τα δείγματα ερευνών που τους δόθηκαν και απαντούν σε συγκεκριμένα φύλλα εργασίας στις πιο κάτω ερωτήσεις: - Τι είναι έρευνα και ποιοι οι 11
Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να ακολουθούν μια συγκεκριμένη τυποποίηση κατά την παρουσίαση της βιβλιογραφίας παρουσιάζουν την έρευνά τους ενώπιον ακροατηρίου (π.χ με αντανακλαστικό επιδιασκόπιο ή με τη βοήθεια Η/Υ ενώπιον των συμμαθητών τους) προνοούν για την εγκυρότητα και την αξιοπιστία των ερευνών τους εξηγούν τι είναι, πως κατοχυρώνονται και γιατί πρέπει να σέβονται τα πνευματικά δικαιώματα. σκοποί της; - Ποιος είναι ο τίτλος των δειγμάτων έρευνας; (Προτρέπονται να δώσουν βελτιωμένους τίτλους στις έρευνες που μελέτησαν). - Σε ποιο είδος έρευνας κατατάσσονται τα δείγματα ερευνών; - Με ποια θέματα ασχολούνται οι συγκεκριμένες έρευνες; (παιδαγωγικά, κοινωνικά, τεχνολογικά, επιστημονικά, άλλα); Σε ομάδες, επιλέγουν ένα θέμα που σχετίζεται με το μάθημα της Τεχνολογίας ή την τεχνολογία γενικότερα ή την έρευνα αγοράς τεχνολογικού προϊόντος και προχωρούν στην εκπόνηση μιας σύντομης έρευνας. Τα θέματα μπορούν να είναι και τα ακόλουθα: - η εξοικονόμηση ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι - η εξοικονόμηση ενέργειας γενικά - η ανακύκλωση βιομηχανικών προϊόντων στην Κύπρο 12
- έρευνα αγοράς διαφόρων τεχνολογικών προϊόντων (π.χ κινητό τηλέφωνο, Η/Υ, ηλιακός συλλέκτης κτλ) Συσχετική έρευνα και καταγραφή συμπερασμάτων που σχετίζονται με το έργο, τις μετατροπές ενέργειας και την ανακύκλωση. Συσχετική έρευνα και καταγραφή συμπερασμάτων που σχετίζονται με την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος διαφόρων οικιακών συσκευών, τις θερμικές απώλειες σε ένα μέσο σπίτι και τα καύσιμα αυτοκινήτων. Πειραματική έρευνα για σύγκριση αποτελεσμάτων των μεταβλητών θερμομονωτικών υλικών. Έρευνα δημοσκόπησης για παρουσίαση στατιστικών αποτελεσμάτων π.χ. χρήση ηλιακού θερμοσίφωνα, ανακύκλωσης πλαστικού, χρήσης φωτοβολταϊκών. 13
Οι μαθητές θα πρέπει να κάνουν έρευνα και να εξηγήσουν τι σημαίνουν τα πιο πάνω. 14
4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚA Ηλεκτρονικά εξαρτήματα - αναφορά. Στοιχεία μικροηλεκτρονικής ολοκληρωμένα κυκλώματα (ICμικροτσίπ). Λογικά κυκλώματα και πύλες AND, OR, NOT, NAND, NOR. Ψηφιακή ηλεκτρονική - ολοκληρωμένα κυκλώματα TTL και CMOS. Επίλυση απλών ψηφιακών προβλημάτων - κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να αναφέρουν τη λειτουργία και τα βασικά χαρακτηριστικά των διαφόρων ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ανευρίσκουν την τιμή των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων (π.χ των αντιστατών και των πυκνωτών) και να επιλέγουν το κατάλληλο εξάρτημα για την κατάλληλη χρήση κάνουν ανάλυση ηλεκτρονικού συστήματος σε είσοδο - επεξεργασία - έξοδο, αναλύοντας διάφορες απλές ηλεκτρονικές κατασκευές εξηγούν τι είναι διαιρέτης τάσης και να κάνουν απλούς υπολογισμούς εξηγούν τι είναι μικροηλεκτρονική και τι είναι το ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC - μικροτσίπ) και πως αναγνωρίζεται η αρίθμηση των ακροδεκτών του εξηγούν τι είναι ψηφιακή ηλεκτρονική, ποια είναι η βασική διαφορά της με την αναλογική και που χρησιμοποιείται εξηγούν τα απλά συστήματα - κυκλώματα λογικής AND, OR. εξηγούν τη λειτουργία των λογικών πυλών AND, OR, NOT, NAND, NOR και να ετοιμάζουν το σχετικό πίνακα αλήθειας. Καθηγητής/τρια Παρουσιάζει τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που οι μαθητές γνώρισαν σε προηγούμενα χρόνια και ζητά από τους μαθητές/τριες να τα μελετήσουν ομαδικά και να καταγράψουν τα σημαντικά χαρακτηριστικά τους. Παρουσιάζει δείγματα βιομηχανικών και σχολικών κατασκευών που περιέχουν ολοκληρωμένα κυκλώματα (μικροτσίπ) και ζητά από τους μαθητές να καταγράψουν ηλεκτρονικές συσκευές (που υπάρχουν στο σπίτι ή αλλού) και χρησιμοποιούν την τεχνολογία της μικροηλεκτρονικής. Παρουσιάζει τη σειρά συναρμολόγησης ηλεκτρονικών συστημάτων OMEGA και επεξηγεί τη χρήση της, εφαρμόζοντας παραδείγματα λύσης προβλημάτων τόσο αυτών που βασίζονται σε αναλογικά κυκλώματα (χρήση τρανζίστορ και θυρίστορ) όσο 21 15
Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να εξηγούν γιατί όλες οι πύλες μπορούν να δομηθούν από την πύλη NAND λύνουν απλά προβλήματα ψηφιακής ηλεκτρονικής εφαρμόζοντας τη μέθοδο ανάλυσης - λύσης απλού ψηφιακού κυκλώματος (καθορισμός λογικών καταστάσεων εισόδων και εξόδου, λύση προβλήματος ώστε να ικανοποιεί τις συνθήκες που δίνονται, ετοιμασία πίνακα αλήθειας και επιλογή πύλης) δοκιμάζουν με τη βοήθεια των σειρών OMEGA τη λειτουργία ενός ψηφιακού συστήματος κατονομάζουν τα βασικά χαρακτηριστικά των δύο κατηγοριών ψηφιακών κυκλωμάτων TTL και CMOS και να τα χρησιμοποιούν σε κατασκευές εξομοιώνουν και να δοκιμάζουν με τη βοήθεια του προγράμματος CROCODILE CLIPS ψηφιακά κυκλώματα εντοπίζουν προβλήματα που μπορούν να λυθούν με τη βοήθεια των απλών ψηφιακών κυκλωμάτων σχεδιάζουν και να κατασκευάζουν απλά έργα (projects) χρησιμοποιώντας τα ολοκληρωμένα κυκλώματα CMOS και TTL και σε ψηφιακά κυκλώματα που χρησιμοποιούν τις πύλες AND, OR, NOT, NAND, NOR. Παρουσιάζει το πρόγραμμα εξομοίωσης CROCODILE CLIPS και επεξηγεί τη χρήση του, σχεδιάζοντας στην οθόνη του Η.Υ. παραδείγματα λύσης προβλημάτων τόσο αυτών που βασίζονται σε αναλογικά κυκλώματα (χρήση τρανζίστορ και θυρίστορ) όσο και σε ψηφιακά κυκλώματα που χρησιμοποιούν τις πύλες AND, OR, NOT, NAND, NOR. Επεξηγεί με απλά παραδείγματα την έννοια της λογικής μέσω των κυκλωμάτων AND, OR. Παρουσιάζει και επεξηγεί τη λειτουργία και τους πίνακες αλήθειας AND, OR, NOT, NAND, NOR. Επεξηγεί τη μέθοδο ανάλυσης λύσης απλού ψηφιακού κυκλώματος και τη χρήση των λογικών πυλών για την επίλυση τεχνολογικών προβλημάτων (καθορισμός λογικών 16
Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να ελέγχουν για ανεύρεση πιθανού λάθους σε ένα απλό ψηφιακό κύκλωμα και να χρησιμοποιούν πολύμετρα για έλεγχο της λειτουργίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, πλακετών και κυκλώματος. καταστάσεων εισόδων και εξόδου, λύση προβλήματος ώστε να ικανοποιεί τις συνθήκες που δίνονται, ετοιμασία πίνακα αλήθειας και επιλογή πύλης). Επεξηγεί, επιδεικνύει και υπενθυμίζει τις μεθόδους σχεδίασης και κατασκευής τυπωμένης διάταξης των εξαρτημάτων. Παρουσιάζει και επεξηγεί τη χρήση του πολύμετρου στον έλεγχο λειτουργίας των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, πλακετών και κυκλωμάτων. Μαθητές/τριες Συναρμολογούν με τη σειρά OMEGA απλά ηλεκτρονικά συστήματα που αποτελούνται από εξαρτήματα και κυκλώματα, τα οποία γνώρισαν σε προηγούμενες χρονιές. Λύνουν απλά προβλήματα ψηφιακής ηλεκτρονικής, εφαρμόζοντας τη μέθοδο ανάλυσης - λύσης απλού 17
ψηφιακού κυκλώματος (καθορισμός λογικών καταστάσεων εισόδων και εξόδου, λύση προβλήματος ώστε να ικανοποιεί τις συνθήκες που δίνονται, ετοιμασία πίνακα αλήθειας και επιλογή πύλης). Συναρμολογούν με τη σειρά OMEGA απλά ψηφιακά συστήματα που χρησιμοποιούν τις πύλες AND, OR, NOT, NAND, NOR και που δίνουν λύση σε προβλήματα, τα οποία τους δόθηκαν ή εντόπισαν οι ίδιοι. Εξομοιώνουν και δοκιμάζουν με τη βοήθεια του προγράμματος CROCODILE CLIPS απλά ψηφιακά κυκλώματα που χρησιμοποιούν τις πύλες AND, OR, NOT, NAND, NOR και που δίνουν λύση σε προβλήματα, τα οποία τους δόθηκαν ή εντόπισαν οι ίδιοι. 18
Ελέγχουν με τη βοήθεια πολύμετρου τη λειτουργία ηλεκτρονικών εξαρτημάτων, πλακετών και κυκλωμάτων. Εφαρμόζουν τη Διαδικασία Σχεδιασμού για την επίλυση πρακτικού προβλήματος. 19
5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟI Βασικά είδη κίνησης αναφορά. Είδη μηχανισμών αναφορά. Υπολογισμός δύναμης, ροπής δύναμης, ισορροπίας ροπών, μηχανικού πλεονεκτήματος, λόγου ταχυτήτων, απόδοσης, ταχύτητας περιστροφής, ροπής στρέψης. Στοιχεία μηχανών μοχλοί, σύνδεσμοι, κεκλιμένο επίπεδο, τροχαλίες, οδοντοτροχο, συμπλέκτες, φρένα, έκκεντρα, στρόφαλοι και ολισθητήρες. Επίλυση προβλήματος με τη χρήση του συστήματος συναρμολόγησης μηχανισμών Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να: επεξηγούν τις έννοιες μηχανισμός, τα βασικά είδη μηχανισμών μετατροπής κίνησης και τα διάφορα είδη κίνησης αναγνωρίζουν και να επεξηγούν τα είδη των μηχανισμών σε αντικείμενα καθημερινής χρήσης σχεδιάζουν συστήματα μετάδοσης και μετατροπής κίνησης επεξηγούν τους όρους δύναμη, ροπή δύναμης, ισορροπία ροπών, μηχανικό πλεονέκτημα, λόγος ταχυτήτων, βαθμός απόδοσης και ροπή στρέψης. δίνουν τα κωδικοποιημένα σύμβολα των πιο πάνω φυσικών μεγεθών, τις μονάδες μέτρησής τους και τα κωδικοποιημένα σύμβολα των μονάδων μέτρησής τους κάνουν υπολογισμούς και να λύνουν προβλήματα χρησιμοποιώντας τους όρους δύναμη, ροπή δύναμης, ισορροπία ροπών, μηχανικό πλεονέκτημα, λόγος ταχυτήτων, βαθμός απόδοσης και ροπή στρέψης. εξηγούν τι είναι μοχλοί, πιο είναι το μηχανικό πλεονέκτημα και ποιος ο λόγος ταχυτήτων σε κάθε είδος να αναφέρουν τα διάφορα είδη συνδέσμων Καθηγητής/τρια Κάνει σύντομη εισαγωγή για το ρόλο των μηχανισμών στην καθημερινή ζωή. Παρουσιάζει διάφορα αντικείμενα που λειτουργούν με διάφορους μηχανισμούς και μαζί με τους μαθητές κατονομάζουν το είδος του μηχανισμού, εντοπίζουν τα τέσσερα βασικά είδη κίνησης, τη μετατροπή ενός είδους κίνησης σε άλλο και το πλεονέκτημα του κέρδους δύναμης (ροπής) ή απόστασης όταν χρησιμοποιείται συγκεκριμένος μηχανισμός. Παρουσιάζει κατασκευές που λειτουργούν με όλα τα είδη συνδέσμων και εφαρμόζοντας τη μέθοδο του μαύρου κουτιού καλεί τους μαθητές να: - εντοπίσουν το είδος και την απόσταση διαδρομής των εισόδων - εξόδων και το είδος του συνδέσμου που χρησιμοποιείται σε κάθε κατασκευή 18 20
Fischertechnic. και παραδείγματα εφαρμογών τους. Επεξηγούν με συντομία: τι είναι κεκλιμένο επίπεδο και σπειρώματα και να αναφέρουν τη χρήση τους τα δύο βασικά είδη συστημάτων ανύψωσης (πολύσπαστο και τροχαλία Weston) και να αναφέρουν τη χρήση τους την έννοια της ιμαντοκίνησης Κατονομάζουν τα μέρη του συστήματος ιμαντοκίνησης, να επεξηγούν με συντομία την αρχή λειτουργίας του και να αναφέρουν εφαρμογές του επεξηγούν με συντομία τι είναι αλυσοκίνηση κατονομάζουν τα μέρη του συστήματος αλυσοκίνησης, να επεξηγούν με συντομία την αρχή λειτουργίας του και να αναφέρουν εφαρμογές του επεξηγούν με συντομία τι είναι οδοντοκίνηση κατονομάζουν τα είδη και τα μέρη των συστημάτων οδοντοκίνησης, να επεξηγούν με συντομία την αρχή λειτουργίας τους και να αναφέρουν εφαρμογές τους - σχεδιάσουν με σχηματικό διάγραμμα, να αναλύσουν και να εξηγήσουν τη λειτουργία των διαφόρων ειδών συνδέσμων. Κάνει απλή αναφορά στα συστήματα ανύψωσης (πολύσπαστο, τροχαλία Weston, μηχανισμός καστάνιας), έκκεντραστρόφαλοι, κεκλιμένο επίπεδο, κοχλίας και σπειρώματα. Με τη βοήθεια εποπτικών μηχανισμών που υπάρχουν στο εργαστήριο) εξηγεί τους τρόπους μετάδοσης κίνησης στην ιμαντοκίνηση, οδοντοκίνηση και αλυσοκίνηση. Παρουσιάζει μηχανισμούς που χρησιμοποιούν έκκεντρα (κυκλικό, αχλαδιού, καρδίας κτλ), στρόφαλους και ολισθητήρες και επεξηγεί τη λειτουργία τους. 21
Με τη συμπλήρωση της ύλης οι μαθητές θα πρέπει να μπορούν να: αναφέρουν και να χρησιμοποιούν σε παραδείγματα εφαρμογών και για τη λύση προβλημάτων συστήματα: - ιμαντοκίνησης - αλυσοκίνησης - οδοντοκίνησης αναφέρουν τα διάφορα είδη συνδέσμων αξόνων και τις εφαρμογές τους αναφέρουν και να εξηγούν σε συντομία τα διάφορα είδη συμπλεκτών και φρένων να αναφέρουν τα βασικά είδη των εκκέντρων, να επεξηγούν τη λειτουργία τους και να αναφέρουν εφαρμογές τους επεξηγούν τη λειτουργία του στροφάλου - ολισθητήρα και να αναφέρουν εφαρμογές του χρησιμοποιούν τη σειρά συναρμολόγησης Fischertechnic και εποπτικών μηχανισμών για επίλυση προβλημάτων με μηχανισμούς. Παρουσιάζει τη σειρά συναρμολόγησης μηχανισμών Fischertechnic και επεξηγεί τη χρήση της με στόχο την επίλυση προβλημάτων με μηχανισμούς. Μαθητές/τριες Δίνουν λύσεις σε προβλήματα που χρησιμοποιούν μηχανισμούς και κάμνουν υπολογισμούς χρησιμοποιώντας τους όρους δύναμη, ροπή δύναμης, ισορροπία ροπών, μηχανικό πλεονέκτημα, λόγος ταχυτήτων, βαθμός απόδοσης και ροπή στρέψης. Συγκρίνουν τους διάφορους τρόπους μετάδοσης κίνησης και κάνουν υπολογισμούς σε περιστροφικά συστήματα που σχετίζονται με την: - αύξηση/μείωση στροφών - αύξηση/μείωση δύναμης - αύξηση/μείωση ροπής στρέψης Σχεδιάζουν συστήματα μετάδοσης κίνησης, μελετούν 22
την εφαρμογή τους και υπολογίζουν τη μετάδοση και μετατροπή της κίνησης/ δύναμης/ροπής στρέψης. Σχεδιάζουν (σχηματικά) μοντέλα ανυψωτικών και περιστροφικών συστημάτων και εξηγούν τη λειτουργία τους και τη χρήση τους στη βιομηχανία. Καταγράφουν τις παρατηρήσεις τους σχετικά με τη μετατροπή κίνησης πειραματιζόμενοι με έκκεντρα, στρόφαλους και ολισθητήρες. Χρησιμοποιούν τη σειρά συναρμολόγησης μηχανισμών Fischertechnic για επίλυση προβλημάτων με μηχανισμούς. Χρησιμοποιούν μια κατασκευή με μηχανισμούς ως έξοδο του ηλεκτρονικού συστήματος που κατασκεύασαν στο κεφάλαιο ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚA. Συνδυάζουν μηχανισμούς ως έξοδο για την κατασκευή στα ηλεκτρονικά. Αξιοποιούν τους μηχανισμούς που συναρμολογούνται για της κατασκευή του Project. 23